MIT mühendisleri, Kanser Araştırmaları Birleşik Krallık Manchester Enstitüsü’ndeki bilim insanlarıyla işbirliği içinde, sağlıklı veya kanserli pankreas hücrelerini kullanarak pankreasın küçük kopyalarını büyütmenin yeni bir yolunu geliştirdiler. Yeni modelleri, araştırmacıların şu anda tedavi edilmesi en zor kanser türlerinden biri olan pankreas kanseri için potansiyel ilaçlar geliştirmelerine ve test etmelerine yardımcı olabilir. Araştırmacılar, pankreası çevreleyen hücre dışı ortamı taklit eden özel bir jel kullanarak, pankreas tümörleri ve çevreleri arasındaki önemli etkileşimleri incelemelerine olanak tanıyan pankreas “organoidleri” yetiştirebildiler. Artık doku büyütmek için kullanılan bazı jellerin aksine, yeni MIT jeli tamamen sentetiktir, montajı kolaydır ve her seferinde tutarlı bir bileşimle üretilebilir.
Mühendislik Fakültesi İnovasyon Öğretimi Profesörü ve Biyoloji Mühendisliği ve Makine Mühendisliği Profesörü Linda Griffith, “Tekrarlanabilirlik sorunu önemli bir konudur.” diyor. “Araştırma topluluğu, bu tür organoidlerin daha metodik kültürlerini yapmanın ve özellikle mikro çevreyi kontrol etmenin yollarını arıyor.” Araştırmacılar ayrıca yeni jellerinin bağırsak ve endometriyal doku da dahil olmak üzere diğer doku türlerini büyütmek için kullanılabileceğini göstermiştir. İngiltere Manchester Kanser Araştırmaları Enstitüsü'nde grup lideri olan Griffith ve Claus Jorgensen, Nature Materials'da yer alan makalenin kıdemli yazarlarıdır. Baş yazar, İngiltere Manchester Kanser Araştırmaları Enstitüsü'nde eski bir yüksek lisans öğrencisi olan Christopher Below'dur.
Geliştirdikleri jel, canlı hücrelerle etkileşime girmediği için tıbbi uygulamalar için sıklıkla kullanılan bir polimer olan polietilen glikole (PEG) dayanmaktadır. Araştırmacılar, vücuttaki organları çevreleyen hücre dışı matrisin biyokimyasal ve biyofiziksel özelliklerini inceleyerek, hücrelerin içinde büyümesine yardımcı olmak için PEG jeline dahil edebilecekleri özellikleri belirleyebildiler.
Temel özelliklerden biri, integrinler adı verilen hücre yüzeyi proteinleri ile etkileşime giren peptit ligandları adı verilen moleküllerin varlığıdır. Öncelikle bir hücre ve integrinler arasında yapışkan bağlayıcı hücreleri jel ve form organoidlere uymak için izin verir. Araştırmacılar, jellerine fibronektin ve kollajenden türetilen küçük sentetik peptidlerin dahil edilmesinin, bağırsak dokusu da dahil olmak üzere çeşitli epitel dokularını büyütmelerine izin verdiğini bulmuşlardır. Bağışıklık hücreleri ile birlikte stromal hücreler adı verilen destekleyici hücrelerin de bu ortamda gelişebileceğini gösterdiler.
Yeni çalışmada Griffith ve Jorgensen, jelin normal pankreas organoidlerinin ve pankreas tümörlerinin büyümesini desteklemek için de kullanılıp kullanılamayacağını görmek istedi. Geleneksel olarak, Pankreas dokusunu hem kanserli hücreleri hem de destekleyici ortamı çoğaltacak şekilde büyütmek zor olmuştur, çünkü pankreas tümör hücreleri vücuttan çıkarıldıktan sonra, ayırt edici kanserli özelliklerini kaybederler.
Griffith'in Laboratuvarı yeni jeli üretmek için bir protokol geliştirdi ve daha sonra test etmek için Jorgensen'in pankreas kanseri biyolojisini inceleyen Laboratuvarı ile işbirliği yaptı. Jorgensen ve öğrencileri jeli üretebildiler ve farelerden elde edilen sağlıklı veya kanserli pankreas hücrelerini kullanarak pankreas organoidlerini büyütmek için kullanabildiler. Jorgensen, “Protokolü Linda'dan aldık ve reaktifleri içeri aldık, sonra işe yaradı.” diyor. “Bence bu, sistemin ne kadar sağlam olduğu ve laboratuvarda uygulanmasının ne kadar kolay olduğu hakkında her şeyi ortaya koyuyor.”
Bu jeli kullanarak Jorgensen'in laboratuvarı pankreas organoidlerini canlı farelerde çalıştıkları dokularla karşılaştırabildi ve tümör organoidlerinin pankreas tümörlerinde görülen aynı integrinlerin çoğunu eksprese ettiğini buldular. Ek olarak, normalde makrofajlar (bir tür bağışıklık hücresi) ve fibroblastlar (bir tür destekleyici hücre) dahil olmak üzere tümörleri çevreleyen diğer hücre tipleri de mikro ortamda büyüyebildi.
Araştırmacılar ayrıca, hastalardan pankreas kanseri hücrelerinden organoid yetiştirmek için jellerini kullanabileceklerini gösterdi. Akciğer, kolorektal ve diğer kanserleri incelemek için de yararlı olabileceğine inanıyorlar. Bu tür sistemler, potansiyel kanser ilaçlarının tümörleri ve mikroçevrelerini nasıl etkilediğini analiz etmek için kullanılabilir. Griffith ayrıca, uterusu kaplayan dokunun uterusun dışında büyümesine neden olan bir durum olan endometriozisli hastalardan doku büyütmek ve incelemek için jeli kullanmayı planlıyor. Yeni jelin avantajlarından biri, tamamen sentetik olması ve PEG ve bazı polipeptitler dahil olmak üzere spesifik öncülleri bir araya getirerek bir laboratuvarda kolayca yapılabilmesidir. Araştırmacılar teknoloji üzerine bir patent başvurusunda bulundular ve jeli ticari olarak üretebilecek bir şirkete lisanslama sürecindeler.
Comments